As próteses ao longo de
sua história tornaram- se cada vez mais complexas: os braços biônicos realizam vários agarramentos, os joelhos dobram e dobram independentemente com esforço, facilitando a caminhada nas escadas. Mas até agora, um dos problemas mais importantes continua sendo a falta de feedback. Os amputados precisam se concentrar principalmente na visão, portanto, usar uma prótese no escuro ou procurar itens em uma mochila não é o exercício mais eficaz.
Uma equipe de cientistas da Cleveland Clinic
apresentou uma nova maneira de obter feedback das próteses, com base na vibração nos músculos do membro protético. Em poucos minutos, segundo os pesquisadores, os três amputados começaram a usar próteses manuais com mais eficiência.
Uma equipe de pesquisadores liderada por Paul D. Marasco desenvolveu uma interface neuro-máquina que transmite vibrações aos músculos para melhorar o controle dos membros protéticos. O sistema simula a cinestesia - uma sensação de posição corporal e movimento dos membros, esforço, força e gravidade. Os cientistas consideram essa abordagem a estratégia mais eficaz para aumentar a eficiência do uso de próteses e melhorar a vida dos pacientes.
A pessoa saudável média é capaz de executar vários movimentos, controlar suas ações no escuro ou com os olhos fechados. Graças aos
proprioreceptores de nossos músculos, ligamentos, articulações, sabemos onde nosso braço ou perna está em um determinado momento, eles são capazes de prever o movimento até o ponto final e alterar quaisquer parâmetros para alcançá-lo - por exemplo, aumentar a força. No caso de uma prótese, uma pessoa se concentra apenas na visão, o que reduz a eficácia do dispositivo.
“Devido à falta de feedback, é impossível operar objetos no escuro. Eu preciso ver um item para levá-lo. Quando ele não está visível, é impossível entender onde ele está. Em princípio, você pode sentir o peso. Portanto, há esperança para couro artificial e outros desenvolvimentos no campo do feedback ”,
disse Konstantin Deblikov, proprietário das próteses biônicas BeBeonic e MyoFacil, em entrevista ao Geektimes.
O estudo, conduzido por Paul Marasco, contou com a presença de pessoas com braços amputados, utilizando próteses invasivas das mãos - dispositivos conectados diretamente aos nervos do membro, permitindo que você os controle intuitivamente usando sinais do cérebro. Durante o experimento, os cientistas instalaram dispositivos vibratórios nos tocos: as vibrações criaram a ilusão de cinestesia. O dispositivo permitiu não apenas “sentir” como a alça é comprimida ou expandida, mas também ajudou a controlar intuitivamente a prótese sem ter que olhar constantemente para ela. A eficiência aumentou quando a visão foi adicionada a esse processo.
Segundo o líder da equipe, Paul Marasco, os cientistas estão cientes da capacidade das vibrações musculares de criar a ilusão de cinestesia desde os anos 1970. Mas sua equipe está impressionada com o quanto essa técnica afeta os pacientes.
Abaixo está um vídeo mostrando o processo de interação com a prótese e recebimento de feedback usando vibração.
Além de melhorar o controle do membro, o feedback desempenha outro papel importante: ele é projetado para eliminar a sensação de estranheza. “Tendo perdido um membro, você não apenas perde fisicamente uma parte de si mesmo, mas também parte do componente espiritual”, diz
Jacob George , autor de outro estudo realizado em 2017. Em seguida, a prótese controlada pelo pensamento ajudou a
restaurar 100 sensações táteis realistas .
Os sensores instalados na prótese enviam informações ao cérebro através de dois dispositivos implantados. O cérebro os transforma em sentimentos de pressão, vibração e movimento. Isso permite que você engane o cérebro e faça com que ele pense que o membro realmente pertence a esse corpo.
Na foto abaixo - um dos participantes do experimento segura e sente a mão de sua esposa usando uma prótese biônica experimental.
O trabalho científico foi
publicado na revista Science Transplantational Medicine em março de 2018. DOI: 10.1126 / scitranslmed.aao6990